题目内容
1.实验室用MnO2和浓盐酸反应制取氯气.(1)请写出用MnO2制取Cl2化学方式MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是②(填写编号).
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)若转移电子的物质的量为0.024mol时,将生成的氯气通入100.0mL FeCl2溶液中,FeCl2全部被氧化,则原FeCl2溶液的浓度为0.24mol/L.
(4)而实验室中我们也可以用KMnO4和浓盐酸反应制取氯气.请配平方程式:
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O.
100.0mL 0.3mol/L FeSO4溶液,需要5 mL 1.2mol/LKMnO4恰好将Fe2+全部氧化.
(5)通过MnO2和KMnO4制取氯气的比较;比较可知,氧化性KMnO4> MnO2.(填“>”或“<”)
分析 (1)实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制备氯气;
(2)在氧化还原反应中,失电子化合价升高的元素被氧化;如果有盐酸的氢离子参加了反应而酸根离子未参加反应,那么盐酸就表现出酸性;
(3)氯气和氯化亚铁溶液反应的定量关系,结合电子守恒计算;
(4)反应中KMnO4+→MnCl2,Mn元素化合价由+7降低为+2,共降低5价,Cl(浓)→Cl2,Cl元素化合价由-1价升高为0价,共升高为2价,化合价升降最小公倍数为10,故KMnO4的系数为2,Cl2的系数为5,再根据原子守恒配平其它物质的系数;结合氧化还原反应电子守恒计算.
解答 解:(1)实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制备氯气,反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)反应中氯元素的化合价升高,则氯元素失去电子,该反应中部分盐酸中Cl元素化合价不变、部分Cl元素化合价由-1价变为0价,所以浓盐酸作酸、还原剂,体现酸性和还原性;
故答案为:②;
(3)将生成的氯气通入100.0mL FeCl2溶液中,FeCl2全部被氧化,反应为2FeCl2+Cl2=2FeCl3,2molFeCl2反应电子转移2mole-,若转移电子的物质的量为0.024mol时,反应的FeCl2物质的量=0.024mol,原FeCl2溶液的浓度=$\frac{0.024mol}{0.1L}$=0.24mol/L,故答案为:0.24;
(4)反应中KMnO4+→MnCl2,Mn元素化合价由+7降低为+2,共降低5价,Cl(浓)→Cl2,Cl元素化合价由-1价升高为0价,共升高为2价,化合价升降最小公倍数为10,故KMnO4的系数为2,Cl2的系数为5,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为2KMnO4+16HCl(浓)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,100.0mL 0.3mol/L FeSO4溶液中FeSO4物质的量=0.3mol/L×0.1L=0.03mol,被完全氧化电子转移0.03mol,1.2mol/LKMnO4恰好将Fe2+全部氧化被还原为Mn2+电子转移1.2mol×VL×5=6Vmol,则电子守恒得到6Vmol=0.03mol,V=0.005L=5ml
故答案为:2、16、2、2、5、8; 5;
(5)通过MnO2和KMnO4制取氯气的比较可知,高锰酸钾在常温下能氧化氯化氢,氧化性高锰酸钾大于二氧化锰,故答案为:>.
点评 本题考查氧化还原反应配平、计算及基本概念等,题目难度中等,注意掌握常用氧化还原反应的配平方法和单质守恒的计算应用.
(1)CO可用于炼铁,已知:
Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJ•mol-1.
(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池,若电解质为碱性.写出该燃料电池的负极反应式CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O.
(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g);测得CH3OH的物质的量随时间的变化图:
①由图判断该反应△H< 0,曲线 I、II对应的平衡常数KI>KII(填“>”或“=”或“<”).
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡.
| 容 器 | 甲 | 乙 |
| 反应物投入量 | 1molCO2、3molH2 | a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
③一定温度下,此反应在恒容密闭容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是a b.
a.容器中压强不变 b.H2的体积分数不变 c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变 e.2个C=O断裂的同时有3个C-H形成
(4)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g).二甲醚可用作直接燃料电池,1mol二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生12NA个电子的电量;根据化学反应原理,分析增加压强对制备二甲醚反应的影响该反应分子数减少,压强增加使平衡右移,CH3OCH3产率增加;压强增加使CO和H2浓度增加,反应速率增大.
| A. | 农村用酸汤点豆腐 | B. | 有雾的清晨树林里的阳光 | ||
| C. | 澄清石灰水在空气中放置后变浑浊 | D. | 铁盐用于净水 |
| 物质 | Mn(OH)2 | Co(OH)2 | Ni(OH)2 |
| Ksp | 2.1×10-13 | 3.0×10-16 | 5.0×10-16 |
| 物质 | MnS | CoS | NiS |
| Ksp | 1.0×10-11 | 5.0×10-22 | 1.0×10-22 |
(1)步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是MnCO3+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O.
(2)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式是MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,加氨水调节溶液的pH为5.0~6.0,以除去Fe3+.
(3)步骤Ⅲ中,滤渣2的主要成分是CoS和NiS.
(4)步骤Ⅳ中,在阴(填“阴”或“阳”)极析出Mn,电极反应为Mn2++2e-=Mn.
| A. | Fe2++Cl2→Fe3++2Cl- | |
| B. | 2Fe2++2Br-+2I-+3Cl2=2Fe3++I2+Br2+6Cl- | |
| C. | 2Fe2++4Br-+2I-+4Cl2→2Fe3++I2+2Br2+8Cl- | |
| D. | 4Fe2++2Br-+2I-+4Cl2=4Fe3++I2+Br2+8Cl- |
| A. | 甲烷结构的比例模型: | B. | 羟基的电子式: | ||
| C. | 羧基的结构简式: | D. |